Energie­ma­nage­ment für E‑Ladeinfrastruktur

Energie- und Lastma­nage­ment zur Reduk­tion von Inves­ti­ti­ons­kosten & Betriebs­kosten für Ladesta­tionen

Das Thema Energie ist präsent. Anschluss­kosten, Preis­stei­ge­rungen der Energie und deren Verfüg­bar­keit beschäf­tigen die öffent­liche Hand, Unter­nehmen und Privat­per­sonen. Mit intel­li­gentem Energie­ma­nage­ment für Ladeinfra­struktur können Sie Lastspitzen entge­gen­wirken, die Energie­nut­zung, speziell erneu­er­barer Energien optimieren und so den gesamten Energie­haus­halt entlasten – Einspa­rungs­po­ten­zial bei Inves­ti­tionen, Betriebs- und Energie­kosten inklu­sive.

Energiemanagement Lastmanagement für E-Auto Ladestationen

Was ist Energie­ma­nage­ment?

Mit Energie­ma­nage­ment von ENIO kann die Ladung vieler Fahrzeuge  mit anderen  Strom­ver­brau­chern und Energie­quellen (wie bspw. PV und Puffer­bat­te­rien) an  einem Standort  optimiert abgestimmt werden. Konkret sind davon folgende Bereiche umfasst:

  • Lastma­nage­ment – Zur Glättung der Verbrauchs­kurven
  • Ladesta­ti­ons­ma­nage­ment zur techni­schen und kommer­zi­ellen Steue­rung (inklu­sive Bezahlung/Abrechnung)
  • Die Berück­sich­ti­gung unter­schied­li­cher Nutzer­be­dürf­nisse durch Priori­tä­ten­set­zung (eilig, kosten­op­ti­miert, netzdien­lich)
  • Berück­sich­ti­gung von Gebäu­de­lasten und Maschinen, etc.
  • Berück­sich­ti­gung von Eigen­pro­duk­tion (z. B. Strom aus der eigenen Photo­vol­taik-Anlage oder anderen erneu­er­baren Energie­quellen)
  • Einbin­dung von externen Speichern, z. B. Puffer­bat­te­rien
  • Berück­sich­ti­gung von Schwan­kungen der Energie­preise

All diese Funktionen können mit unter­schied­li­chen Ladesta­ti­ons­her­stel­lern, auch im Mix zwischen Wallboxen und Schnell­la­de­sta­tionen umgesetzt werden.

So trägt das ENIO Energie­ma­nage­ment zur Entlas­tung bei

Lastspitzen entstehen, wenn viele Verbrau­cher zur selben Zeit nach Energie verlangen. Typischer­weise in den Morgen­stunden in Unter­nehmen und in den Abend­stunden in Haushalten. Dies bedeutet eine hohe Belas­tung für das Netz, die mit hohen Inves­ti­tions- und Betriebs­kosten und gegebe­nen­falls Nachzah­lungen für Lastspitzen verbunden sein kann.

Ziel des Energie­ma­nage­ment ist es, alle Verbrau­cher und Energie­quellen so zu steuern, dass keine unkon­trol­lierten Lastspitzen entstehen, gleich­zeitig aber auch durch eine optimale Nutzung der Netzin­fra­struktur die Inves­ti­tions- und Betriebs­kosten gering bleiben. Dabei steht auch die Zuver­läs­sig­keit der Versor­gung aller Verbrau­cher und Nutzer im Vorder­grund. Produk­ti­ons­ma­schinen dürfen nicht ausfallen, weil geladen wird und trotzdem sollen alle Fahrzeuge zum richtigen Zeitpunkt über die jeweils benötigte Energie verfügen.

Bei ENIO steuert das Software­system ETSweb (SaaS in der Cloud) in Verbin­dung mit einem lokalen, kompakten Rechner, dem Sitecon­troller die intel­li­gente Vertei­lung zur richtigen Zeit. Dieser kann dabei bei Bedarf kaska­diert bis zu mehrere hundert Ladepunkte, auch unter­schied­li­cher Hersteller, steuern. Der Sitecon­troller dient auch als Anschluss­punkt für zusätz­liche Zähler, die die Last weiterer Verbrau­cher messen, PV Anlagen, Puffer­bat­te­rien und als Anbin­dungs­stelle für NFC Bankter­mi­nals zur Bezah­lung von Ladungen.

Die steigenden Zulas­sungs­zahlen von E‑Autos bedingen einen rasch steigenden Bedarf an Ladeinfra­struktur. Benut­zer­ori­en­tiertes Energie­ma­nage­ment ist der Schlüssel zur kosten­ver­träg­li­chen und Nutzer­freund­li­chen Umset­zung.

Das Sparpo­ten­zial des ENIO Energie­ma­nage­ments – ein Rechen­bei­spiel

Ein Unter­nehmen errichtet Ladeinfra­struktur für seine Mitar­beiter und Gäste, dafür werden an 10 Stell­plätzen Ladesta­tionen errichtet. 10 Ladesta­tionen mit je 22 kW Ladeleis­tung benötigen:

➤ Wenn alle gleich­zeitig und ungesteuert in Betrieb sind eine Anschluss­leis­tung von 220 kW

➤ Wenn sie mit Energie­ma­nage­ment gesteuert werden ohne Einbuße des Benut­zer­kom­fort nur 50 kW

Wirtschaft­lich­keits­be­rech­nung Beispiel: bei Ladestellen mit 22 kW Anschluss­leis­tung, Anschluss­kosten an Strom­netz 200 EUR je kW, Netznut­zungs­kosten 20 EUR/kW und Jahr, Energie­be­darf der Fahrzeuge 20kWh je 100km, inklu­sive Berück­sich­ti­gung der Kosten für das ENIO Energie­ma­nage­ment­system (Erstein­rich­tung und laufende Kosten)

Das bedeutet, dass mit nachfrage-orien­tiertem, gesteu­ertem Ladema­nage­ment deutlich weniger Anschluss­leis­tung und damit ein deutlich gerin­geres Invest­ment erfor­der­lich ist.

Last- und Energie­ma­nage­ment als Basis für ein reibungs­loses Ladema­nage­ment

Ein dynami­sches Lastma­nage­ment, einge­bettet in ein intel­li­gentes Energie­ma­nage­ment ist der Schlüssel zu einem reibungs­losen Ladeer­lebnis. Durch dynami­sches Lastma­nage­ment ist es möglich, mehrere hundert Fahrzeuge gleich­zeitig mit der Ladesta­tion zu verbinden, wobei die Ladeleis­tung optimal auf alle Fahrzeuge verteilt wird, die geladen werden sollen. Auf teure Inves­ti­tionen in den Ausbau des Netzan­schlusses kann damit weitge­hend verzichtet werden.

Durch die Betrach­tung des Gesamt­sys­tems und die Einbin­dung erneu­er­barer Energie und statio­närer Speicher werden gleich mehrere positive Effekte erzielt.

Positive Effekte des Energie­ma­nage­ments

  • Spitzen­kap­pung und Lastver­la­ge­rung
  • Vermei­dung lokaler Überlas­tungen
  • Reduk­tion von Netzan­schluss­kosten

Positive Auswir­kungen auf Ihre Ladeinfra­struktur

  • eine hohe Verfüg­bar­keit
  • eine Minimie­rung der Strom­spitzen und die Vermei­dung von Asymme­trien durch phasen­ge­naue Steue­rung
  • die mögliche Maximie­rung des Eigen­ver­brauchs (optimal bei selbst erzeugtem Strom)
  • eine flexible Nutzung des Parkraums
  • die Möglich­keit für nachfrage-orien­tiertes Laden

Gesteu­ertes vs. ungesteu­ertes Laden

Wenn Sie (oder Mitarbeiter:innen, Kund:innen, Gäste) morgens beim Eintreffen im Unter­nehmen oder abends in der Garage des Mehrpar­teien-Wohnbaus das E‑Auto sofort anste­cken  möchten sind 2 Szena­rien  möglich: Alle Fahrzeuge laden auf einmal, Lastspitze und hohe Kosten inklu­sive (= ungesteuert), oder die Last wird verteilt, aber so, dass für die Benutzer kein Komfort­ver­lust entsteht (= gesteuert mit dem ENIO Energie­ma­nage­ment).

Ungesteu­ertes Laden

  • … beginnt standard­mäßig direkt nach dem Plug-In ohne Berück­sich­ti­gung von Stoßzeiten
  • … verur­sacht hohe Anschluss­kosten
  • … kann bei zu hohen Spitzen aufgrund von Netzbe­schrän­kungen nicht durch­ge­führt werden

Gesteu­ertes Laden

  • … vermeidet Spitzen
  • … optimiert den Energie­ein­satz
  • … spart Kosten
  • … und verbes­sert die Benut­zer­zu­frie­den­heit und Akzep­tanz

Im Gesamt­ver­bund mit intel­li­gentem Energie­ma­nage­ment kann dabei auch noch berück­sich­tigt werden, ob erneu­er­bare Energie von der Photo­vol­ta­ik­an­lage oder aus einem Puffer­spei­cher zur Verfü­gung steht.

Begriffs­de­fi­ni­tion und häufige Fragen

Energie­ma­nage­ment – Lastma­nage­ment – Ladema­nage­ment

1. Energie­ma­nage­ment: Energie­ma­nage­ment nutzt das Lastma­nage­ment, bindet aber auch die gesamte Gebäu­de­last und Energie­quellen wie Photo­vol­ta­ik­an­lagen oder Puffer­bat­te­rien ein. Vor allem fliesen auch die spezi­fi­schen Anfor­de­rungen einzelner Benutzer oder Fahrzeuge in die Steue­rung der Ladesta­tionen ein. Wer es eilig hat kann damit trotz Lastma­nage­ment schnell geladen werden (Priority Charge). Auch Zeiten mit günsti­geren Strom­preisen können berück­sich­tigt werden.

2. Lastma­nage­ment: Lastma­nage­ment wird angewendet,  damit eine definierte, Gesamt­last nicht überschritten wird. Ladungen werden dafür in der Leistung reduziert oder temporär gestoppt. Der Nachteil: Benut­zer­be­dürf­nisse können mit normalem Lastma­nage­ment nicht abgebildet werden. Es kann manchmal sehr lange dauern, auch wenn man es eilig hat.

3. Ladema­nage­ment: Ladema­nage­ment sorgt dafür, dass die Ladung jedes einzelnen Fahrzeuges technisch korrekt gesteuert wird.

Häufige Fragen zu Energie‑, Last- und Ladema­nage­ment

  • Ich habe schon (eine) intelligent(e) gesteu­erte Ladestelle(n). Muss ich jetzt neue Wallboxen instal­lieren? Nein, ein dynami­sches Last- und Ladema­nage­ment kann unabhängig vom Ladestel­len­her­steller instal­liert werden, wenn der Kommu­ni­ka­ti­ons­stan­dard OCPP 1.6 (+Charging Profiles) oder höher erfüllt wird
  • Ich habe einen Vertrag mit einem lokalen Strom­an­bieter. Muss ich den jetzt wechseln? Nein, sie können den Energie­an­bieter Ihrer Wahl auch weiter nutzen, das dynami­sche Lastma­nage­ment ermög­licht es aber, so wenig Strom wie nötig vom Energie­pro­du­zenten zu beziehen und statt­dessen auf eigene Quellen wie Photo­vol­taik oder Puffer­bat­te­rien optimal zu nutzen.
  • Muss ich an einer bestimmten Ladestelle eines Stand­orts andocken, wenn ich priori­siert laden will? Nein, Ladevor­gänge können unabhängig von der Ladestelle priori­siert werden.
  • Wie können Ladevor­gänge priori­siert werden? Soll ein Fahrzeug priori­siert geladen werden – egal, ob spontan oder jedes Mal, wenn es an einer Ladesta­tion angeschlossen wird –, so kann dies über die App oder einen Adminis­trator gesteuert werden.
  • Welche Methoden des Lastma­nage­ments können einge­setzt werden? Das Lastma­nage­ment kann nach folgenden Methoden erfolgen:
    • gleich verteilt
    • nach Lademenge
    • nach Ladedauer
    • statisch oder dynamisch
    • nach First Come First Charge-Prinzip (FCFC)
    • nach First Come Priority Charge-Prinzip (FCPC)
  • Warum sollten Lastspitzen vermieden werden? Lastspitzen stellen eine starke Belas­tung für das Strom­netz, seine Stabi­lität und seine Kosten­struktur dar. Daher können hohe Nachzah­lungen für Netzbe­reit­stel­lungs­ent­gelte und Netzausbau die Folge sein.
 

Fazit

Mit dem intel­li­gentem Energie­ma­nage­ment von ENIO können Sie Nerven, Zeit und Geld sparen. Benut­zer­be­dürf­nisse und Ladekom­fort stehen im Vorder­grund und können priori­siert werden, wenn es einmal schnell gehen muss. Dabei wird immer das Gesamt­system im Auge behalten, Lastspitzen werden vermieden, womit ein hohen Einspa­rungs­po­ten­zial bei Anschluss­leis­tung und Netzbe­reit­stel­lungs­ge­bühren entsteht.

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